Ziel des Gesamtprojektes ist es, das Volumen des Unterbodens besser als bisher für das Pflanzenwachstum zu erschließen, um so Ernteerträge zu steigern oder zumindest zu sichern. Wir gehen davon aus, dass die Nährstoff- und Wasseraufnahme aus dem Unterboden dann verbessert wird, wenn die Pflanzen vermehrt in Wurzeln in den Unterboden investieren. Dies kann gelingen über geringere physikalische Widerstände für Wurzelkanäle, „hot spots“ von Nährstoffen oder auch pflanzenverfügbares Wasser im Unterboden, wenn der Oberboden saisonal bedingt trocken ist.

Die wachsende Weltbevölkerung macht eine Steigerung der Nahrungsmittelproduktion um mehr als 60 % bis zum Jahre 2050 verglichen mit 2005/2007 nötig. Vor dem Hintergrund der jetzigen Ausgangslage weltweiter agrarischer Produktion, ist eine „nachhaltige Intensivierung“ der Landwirtschaft eine große Herausforderung. Dafür bietet der Unterboden ein großes Ertragspotenzial, da große Mengen der Wasser-, Kohlenstoff- und Nährstoffvorräte im Unterboden gespeichert sind. Um das Ertragspotential unserer Böden zu sichern und ihre Produktivität auf lange Sicht zu steigern, ist es daher unausweichlich den Unterboden in Zukunft miteinzubeziehen.

Ziel ist es, wissenschaftliche Grundlagen für Praktiker zu erarbeiten. Dies geschieht über

          1. Verzahnung von Forschungs- und Produktionsstrategien,

          2. Dienstleistungen,

          3. Strategische Anbauplanung,

          4. Erfolgsüberwachung und

          5. die Bereitstellung von Software.

Die in Phase I entwickelten Indikatorsysteme zur Wasser- und Nährstoffakquise bieten ein Werkzeug der Erfolgsüberwachung. Die technischen Verfahren bieten Potenzial für wirtschaftliche Anschlussfähigkeit in benachbarten Disziplinen. Die Methoden zur Identifizierung von Genotypen liefern potenzielle Anknüpfungspunkte für die kommerzielle Pflanzenzüchtung.

Zwischenergebnisse aus Phase 1

Physikalisch-chemische Eigenschaften des Unterbodens sind heterogener als im Oberboden. Der Wurzelzugang zum Unterboden ist standortabhängig, kann aber durch Oberbodenmanagement, insbesondere Stickstoffdüngung und Kalkung, sowie durch Bioporen und Lockerung gefördert werden, was unter saisonaler Trockenheit zu positiven Ertragseffekten führt. Für ein gezieltes Unterbodenmanagement haben wir ein Werkzeug zur streifenweisen Einbringung von Kompost in den Unterboden entwickelt Dies ermöglicht den Erhalt oder sogar eine Erhöhung der Erträge um 20%, abhängig von Wetterbedingungen und Oberbodenmanagement. Unterbodenmanagement ist am aussichtsvollsten und nachhaltigsten in gut drainierten Sandböden, Regionen mit Schichten die das Wurzelwachstum einschränken und Regionen mit extremen Klimaänderungen. Die Einbindung von Unterbodenmanagement könnte unter klaren Besitzbedingungen und im organischen Landbau am besten durchführbar sein.

Ergebnissausblicke Phase 2

Ziel ist es, die bisherigen Ergebnisse zu validieren, sie in Modelle mit bio-physikalischem Bezug auf der Pflanzen- und Feldskala zu integrieren, und diese dann auf nationale Ebene für Deutschland zu extrapolieren.

Hierfür fokussieren wir uns darauf, A) die vielfachen Wechselwirkungen der Faktoren zu verstehen, die die agronomische Effektivität des Unterbodenmanagements und seine Nachhaltigkeit bestimmen, B) die langfristige Persistenz der Wirkungen des Unterbodenmanagements zu evaluieren, und C) die positiven Auswirkungen des Unterbodenmanagements für verschiedene Regionen zu demonstrieren.

Hierdurch werden zusätzliche Ressourcen zugänglich gemacht, was nicht nur für Mitteleuropa interessant ist sondern auch für semiaride und aride Regionen, wo Unterbodenmanagement Teil der traditionellen Techniken darstellt.